DE20017450U1

DE20017450U1 - Fahrzeuglenkradbefestigung

Info

Publication number: DE20017450U1
Application number: DE20017450U
Authority: DE
Original assignee: TRW Automotive Safety Systems GmbH
Current assignee: ZF Automotive Safety Systems Germany GmbH
Priority date: 2000-06-14
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2001-03-29
Anticipated expiration: 2010-10-12
Also published as: DE50105669D1

Description

PRINZ & PARTNERN

PATENTANWÄLTE Manzingerweg 7

EUROPEANPATENTATTORNEYS D-81241 München

EUROPEANTRADEMARKATTORNEYS Tel. +49 89 89 69 80

11. Oktober 2000

TRW Automotive Safety Systems GmbH &
Co. KG

Hefner-Alteneck-Strasse 11
D-63743 Aschaffenburg
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Unser Zeichen: T 9412 DE G
KI/Hc

Fahrzeuglenkradbefestigung 15

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeuglenkradbefestigung, durch die das Fahrzeuglenkrad an einer Lenkwelle lösbar arretiert ist.

Bei heutzutage üblicherweise mit Gassackmodulen ausgestatteten Lenkrädern ist die Arretierung des Lenkrades an der Lenkwelle lösbar auszuführen, denn Lenkräder werden nach einem Unfall komplett ausgetauscht. Durch das Vorhandensein des Gassackmoduls ist es bedeutend schwieriger geworden, die Befestigung unterzubringen, da die Zugänglichkeit von oben nicht mehr gegeben ist.

Die Erfindung schafft eine Fahrzeuglenkradbefestigung, die sich durch einen einfachen Aufbau und eine äußerst stabile Fixierung auszeichnet. Die erfindungsgemäße Fahrzeuglenkradbefestigung weist eine Lenkwelle auf, die ein freies Ende mit einem Mehrkantprofil hat, wobei das freie Ende ferner eine radiale Nut mit einer Keilfläche aufweist. Die Befestigung ist ferner mit einem lenkradseitigen Nabenteil, das eine dem Mehrkantprofil entsprechende, mehreckige Ausnehmung und eine radiale Führungsfläche aufweist, längs der ein Keil in und außer Eingriff mit der Nut verstellbar ist, ausgestattet, wobei mit dem Keil

eine Antriebsschraube drehbar gekoppelt ist, die in einer Gewindebohrung im Nabenteil sitzt. Bei der erfindungsgemäßen Lenkradbefestigung wird über ein einfach herzustellendes Mehrkantprofil die Drehmomentübertragung erreicht. Die axiale Fixierung erfolgt über den Keil, der an der Keilfläche anliegt und zu einer axialen Verspannung des Nabenteils auf der Lenkwelle führt. Über die axiale Verspannung kann das Spiel zwischen Welle und Nabe verhindert werden.

Der Keil erzeugt auch eine großflächige Anlage zwischen Lenk-

welle, Keil und Nabenteil, was für eine erhöhte Stabilität sorgt.

Bislang übliche Stiftschrauben mit konischem Ende können eine solche Stabilität nicht erzeugen.

Der Keil weist vorzugsweise eine mittige Bohrung auf, in die ein axialer Zapfen der Antriebsschraube drehbar aufgenommen ist, wobei

eine Sicherung die Antriebsschraube und den Keil in axialer Richtung verbindet. Keil und Antriebsschraube sind deshalb unterschiedliche Teile, die aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein können. Der Keil dreht sich beim Drehen der Antriebsschraube nicht mit.
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Die Antriebsschraube ist radial auf die gedachte Mittelachse der Lenkwelle gerichtet, vorzugsweise ist auch die vom Keil auf die Lenkwelle ausgeübte resultierende Kraft (graphisch gesprochen der Kraftvektor) radial auf die gedachte Mittelachse gerichtet. Es ergibt sich damit beim Zustellen des Keiles keine Kraftkomponente, die eine Umfangsdrehung von Lenkwelle zu Nabenteil verursachen könnte.

Das Nabenteil ist ferner vorzugsweise so ausgebildet, daß der Keil axial in die Ausnehmung und über die Ausnehmung an die Führungsfläche angelegt und anschließend radial verschoben werden kann. Diese Möglichkeit verringert den Aufwand für die Herstellung des Nabenteils, denn die Montage des Keils kann über die Ausnehmung erfolgen.

Nicht nur die Montage des Keils erfolgt über die Ausnehmung, sondern auch das Verbinden von Keil mit Antriebsschraube. Die Lenkradbefestigung ist nämlich so ausgebildet, daß nach dem Einsetzen des Keils die Antriebsschraube radial von außen in die Gewindebohrung eindrehbar ist und daß die beiden Teile anschließend über die axiale

Ausnehmung im Nabenteil zerstörungsfrei lösbar miteinander verbunden werden. Diese Ausbildung sorgt dafür, daß keine extrem großen, das Nabenteil schwächenden radial durchgehenden Führungen vorgesehen sein müssen, die ein radiales Einschieben des Keiles von außen durch das gesamte Nabenteil ermöglichen. Die Führung für den Keil muß nur so tief sein, daß der Keil weit genug zurückgezogen werden kann, um ein Aufsetzen und Entfernen des Lenkrads von der Lenkwelle zu erlauben und um im montierten Zustand eine Fixierung der beiden Teile zu gewährleisten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat die Antriebsschraube ein Feingewinde. Zusätzlich oder optional kann die Antriebsschraube oder die Gewindebohrung als selbstsichernde Schraubverbindung ausgebildet sein. Hierzu ist gemäß der bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß die Antriebsschraube einen Gewindeabschnitt hat, der eine Nut aufweist, in die ein Sicherungsfaden eingelegt ist, der beim Einschrauben deformiert wird und für die Sicherung der Antriebsschraube sorgt. Mit der Ausbildung als Feingewinde und der Selbstsicherung ergibt sich ein hohes Losdrehmoment und eine hohe Vibrationssicherheit bei sehr geringem Aufwand. Zudem ist die Selbstsicherung vorzugsweise so ausgeführt, daß eine erneute Montage nach einer Demontage ohne Teileaustausch möglich ist.

Zwischen Nabe und Lenkwelle ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung eine Codierung vorgesehen, beispielsweise ein Vorsprung, der in eine Nut eingreift. Durch die Codierung ist es möglich, die Nabe auf die Lenkwelle nur in einer Winkelstellung aufzustecken.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform hat die Lenkwelle an ihrem freien Ende eine kegelförmige Fläche, genauer gesagt grenzt das freie Ende an eine kegelförmige Fläche an der Lenkwelle an, die so relativ zur Keilfläche ausgebildet ist, daß das Nabenteil zwischen Keilfläche und kegelförmiger Fläche verspannt ist. Die kegelförmige Fläche kann somit sehr groß gehalten und zudem für die Zentrierung von Nabenteil und Lenkwelle herangezogen werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf

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Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Explosionsansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeuglenkradbefestigung,
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Fig. 2 eine Längsschnittansicht durch die Fahrzeuglenkradbefestigung nach Fig. 1 in montiertem Zustand des Fahrzeuglenkrads,

Fig. 3 eine Explosionsansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeuglenkradbefestigung und

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht der in den Fig. 1 und 3 gezeigten Antriebsschraube.

In Fig. 1 ist eine Fahrzeuglenkradbefestigung dargestellt, die ein freies Ende 3 einer Lenkwelle 5 aufweist, das als Sechskantprofil ausgebildet ist. Die Fahrzeuglenkradbefestigung weist ferner ein Nabenteil 7 auf, das über Öffnungen 9 mit dem Lenkradskelett verbunden wird, wobei das Nabenteil auch einstückig mit dem Lenkradskelett verbunden sein kann. Das Nabenteil weist eine durchgehende, dem Mehrkantprofil entsprechende mehreckige Ausnehmung 11 auf. Über die Ausnehmung 11 kann axial von oben ein Keil 13 in die Ausnehmung 11 eingesetzt werden. Die Ausnehmung 11 geht, dies ist Fig. 2 zu entnehmen, in eine radiale Führungsfläche 15 über, an der der Keil anliegt und längs der er radial verschiebbar ist. Der Keil ist mit einer Antriebsschraube 17 verbunden. Hierzu hat die Antriebsschraube 17 einen axial vorstehenden Zapfen 19 mit einer Ringnut 21, wobei der Zapfen 19 in eine Öffnung im Keil 13 gesteckt ist. Ein axialer Schlitz 23 im Keil 13 schneidet diese Öffnung, so daß über den Schlitz 23 ein Sicherungsring 25 auf den Zapfen 19 aufgesetzt werden kann. Diese Befestigung erfolgt, nachdem der Keil 13 in die Ausnehmung 11 eingesetzt und die Antriebsschraube 17 in die entsprechende Gewindebohrung 27 im Nabenteil 7 eingedreht wurde. Der Keil 13 hat eine obere, schräge Keilfläche 29 und eine untere, rechtwinklig zur Achse A und zur Ausnehmung 11 verlaufende Fläche 30.

Das freie Ende 3 der Lenkwelle 5 weist eine radiale Nut 31 auf, die eine untere, rechtwinklig zur gedachten Achse A der Lenkwelle 5

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verlaufende Anlagefläche 33 und eine obere, schräge Keilfläche 35 aufweist, deren Winkel zur Achse A dem Winkel der Fläche 29 zur Achse A entspricht.

Das Mehrkantprofil am freien Ende geht in eine kegelförmige Fläche 37 über, wobei, was in Fig. 2 zu erkennen ist, die Ausnehmung 11 in einen unteren, aufgeweiteten Abschnitt 41 übergeht, der eine Schräge hat, die der Schräge der kegelförmigen Fläche 37 entspricht.

Die Antriebsschraube 17 ist, im montierten Zustand, exakt radial auf die Mittelachse A der Lenkwelle gerichtet, ebenso wie die von dem Keil 13 auf die Lenkwelle 5 ausgeübte resultierende Kraft, die durch den Kraftvektor F gekennzeichnet ist. Zur Ausrichtung von Keil zu Lenkwelle 5 hat der Keil seitliche Vorsprünge 42, die seitlich an der Lenkwelle 5 angreifen.

Damit die Lenkwelle zum Nabenteil 7 exakt ausgerichtet ist und keine Fehlmontage bezüglich der Winkelstellung des Nabenteils 7 erfolgen kann, ist eine Codierung vorgesehen, bestehend aus einer axialen Nut 51 an der Lenkwelle 5 und einem entsprechenden, in die Nut 51 eingreifenden Vorsprung 53 am Nabenteil.

Nach dem Aufsetzen des Nabenteils, bei zurückgeschobenem Keil 13, wird die Antriebsschraube 17 betätigt, und der Keil 13 wandert in die Nut 31. Die Flächen 35, 29 liegen aneinander an und gleiten aufeinander, wobei die Antriebsschraube 17 so weit in die Gewindebohrung 27 eingedreht wird, bis die kegelförmigen Flächen 37, 41 aufeinander liegen. Es ergibt sich damit eine Verspannung zwischen den Flächen 37 und 35, die zu einer spielfreien Befestigung des Nabenteils 7 auf der Lenkwelle 5 führen.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist als Unterschied zu der in Fig. 1 dargestellten der Keil 13 mit einem tieferen Einschnitt 61 versehen, wogegen in Fig. 1 der Einschnitt nur geringstfügig ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist jedoch kein Schlitz 23 notwendig, denn über den tiefen Einschnitt 61 kann der Sicherungsring 25 unmittelbar auf den Zapfen 19 aufgeschoben werden.

Damit eine Art Schraubensicherung vorhanden ist, die auf einfache Weise ermöglicht wird, hat die Antriebsschraube 17 im Bereich jedes Gewindeabschnitts 61 ein Feingewinde 63. Als zusätzliche Sicherung, um eine selbstsichernde Schraubverbindung zu erreichen, ist eine axiale Nut 65 eingefräst, in die ein elastischer Sicherungsfaden 67 aus Nylon eingelegt ist. Der Faden wird beim Eindrehen der Antriebsschraube 17 elastisch verformt und erhöht das Drehmoment. Die so geschaffene Sicherung erlaubt eine wiederholte Montage und Demontage der Lenkradbefestigung. Das Feingewinde trägt unterstützend zur Sicherung der Verbindung bei.

Claims

1. Fahrzeuglenkradbefestigung, durch die das Fahrzeuglenkrad an einer Lenkwelle (5) lösbar arretiert ist,
mit einer Lenkwelle (5), die ein freies Ende (3) mit einem Mehrkantprofil hat, wobei das freie Ende (3) ferner eine radiale Nut mit einer Keilfläche (35) aufweist, und
mit einem lenkradseitigen Nabenteil (7), das eine dem Mehrkantprofil entsprechende, mehreckige Ausnehmung (11) und eine radiale Führungsfläche (15) aufweist, längs der ein Keil (13) in und außer Eingriff mit der Nut (31) verstellbar ist,
wobei mit dem Keil (13) eine Antriebsschraube (17) drehbar gekoppelt ist, die in einer Gewindebohrung (27) im Nabenteil sitzt.

2. Fahrzeuglenkradbefestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (13) eine mittige Bohrung aufweist, in die ein axialer Zapfen (19) der Antriebsschraube (17) drehbar aufgenommen ist, wobei eine Sicherung die Antriebsschraube (17) und den Keil (13) in axialer Richtung verbinden.

3. Fahrzeuglenkradbefestigung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (13) und die Antriebsschraube (17) zerstörungsfrei lösbar miteinander verbunden sind.

4. Fahrzeuglenkradbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsschraube (17) radial auf die gedachte Mittelachse (A) der Lenkwelle (5) gerichtet ist.

5. Fahrzeuglenkradbefestigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (13) zur Lenkwelle (5) so ausgerichtet ist, daß die vom Keil (13) auf die Lenkwelle (5) ausgeübte resultierende Kraft (F) radial auf die gedachte Mittelachse (A) der Lenkwelle (5) gerichtet ist.

6. Fahrzeuglenkradbefestigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Nabenteil (7) so ausgebildet ist, daß der Keil (13) axial über die Ausnehmung (11) an die Führungsfläche (15) angelegt und anschließend radial auf ihr verschoben werden kann.

7. Fahrzeuglenkradbefestigung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Nabenteil (7) so ausgebildet ist, daß nach dem Einsetzen des Keils (13) die Antriebsschraube (17) radial von außen in die Gewindebohrung (27) eindrehbar ist und Nabenteil (7) und Antriebsschraube (17) anschließend lösbar miteinander verbunden werden können.

8. Fahrzeuglenkradbefestigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Nabenteil (7) und Lenkwelle (5) eine Codierung vorgesehen ist, die ein Aufstecken des Nabenteils (7) auf die Lenkwelle (5) nur in einer Winkelstellung erlaubt.

9. Fahrzeuglenkradbefestigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an das freie Ende (3) eine kegelförmige Fläche (37) an der Lenkwelle (5) angrenzt, die relativ zur Keilfläche (35) so ausgebildet ist, daß das Nabenteil (7) zwischen Keilfläche (35) und kegelförmiger Fläche (37) verspannt ist.

10. Fahrzeuglenkradbefestigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsschraube (17) ein Feingewinde (63) aufweist.

11. Fahrzeuglenkradbefestigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsschraube (17) und die Gewindebohrung (27) als selbstsichernde Schraubverbindung ausgebildet sind.

12. Fahrzeuglenkradbefestigung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsschraube (17) einen Gewindeabschnitt (61) mit einer Nut (65) aufweist, in die ein Sicherungsfaden (67) eingelegt ist.